DE102014102017B4

DE102014102017B4 - Fahrerüberwachungskamerasystem

Info

Publication number: DE102014102017B4
Application number: DE102014102017.0A
Authority: DE
Inventors: Debbie E. Nachtegall; Eric L. Raphael; Frank J. Jobak
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: CN104010163A; US9967522B2; DE102014102017A1; CN104010163B; US20140240478A1

Abstract

Fahrerüberwachungskamerasystem (200) für ein Fahrzeug (100), wobei das Fahrerüberwachungskamerasystem (200) umfasst:ein Kamerasystem (202), das eine Austrittssichtfeld-Mittelachse (208) umfasst, die in Bezug auf einen Satz einer x-, einer y- und einer z-Achse, die orthogonal sind, stärker vertikal als horizontal orientiert ist, wobei die z-Achse eine Richtungslinie definiert, die eine vertikale Richtung angibt, wobei die x- und die y-Achse Richtungslinien definieren, die horizontale Richtungen angeben, wobei das Kamerasystem (202) eine Kamera (204) umfasst; undeinen optischen Strahlformer (300), der in optischer Kommunikation mit dem Kamerasystem (202) und optisch zwischen dem Kamerasystem (202) und einem Betreiber (108) des Fahrzeugs (100) angeordnet ist, wobei der optische Strahlformer (300) strukturell dafür konfiguriert ist, ein Bild eines Gesichts eines Betreibers (108) des Fahrzeugs (100) in Richtung des Austrittssichtfelds (206) des Kamerasystems (202) zu lenken, wobei der optische Strahlformer (300) strukturell dafür konfiguriert ist, das Bild in der vertikalen Richtung zu stauchen, um ein gestauchtes Bild mit einem Seitenverhältnis der Höhe zur Breite, das kleiner als ein ungestauchtes Seitenverhältnis der Höhe zur Breite des Bilds ist, zu definieren.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrerüberwachungskamerasystem und insbesondere auf ein Fahrerüberwachungskamerasystem, das ein niedriges Profil aufweist, das die Verdeckung eines Armaturenbretts eines zugeordneten Fahrzeugs verringert oder beseitigt.
HINTERGRUND
Fahrerüberwachungssysteme sind so ausgelegt, dass sie ein Bild des Gesichts eines Fahrers oder eines Teils davon an eine Verarbeitungseinheit übertragen, die Software vom Gesichtsbilderkennungstyp verwendet, um einen Zustand des Fahrers festzustellen und um für den Fahrer und/oder für andere Fahrzeugsteuersysteme ein geeignetes Signal bereitzustellen, um eine unbeabsichtigte Folge, die sich aus einem unaufmerksamen Fahrer ergeben könnte, zu vermeiden. Die Optik, um ein Bild an das Fahrerüberwachungssystem zu liefern, kann groß genug sein, um eine Verdeckung des Armaturenbretts zu erzeugen, auf das der Fahrer während des Betriebs des Fahrzeugs angewiesen ist. Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die US 2006 / 0 098 166 A1 verwiesen.
Dementsprechend ist es erwünscht, ein Fahrerüberwachungskamerasystem zu schaffen, das ein niedriges Profil aufweist, das die Verdeckung eines Armaturenbretts eines zugeordneten Fahrzeugs verringert oder beseitigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung wird ein Fahrerüberwachungskamerasystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Kamerasystem weist eine Austrittssichtfeld-Mittelachse auf, die in Bezug auf einen Satz einer x-, einer y- und einer z-Achse, die orthogonal sind, stärker vertikal als horizontal orientiert ist, wobei die z-Achse eine Richtungslinie definiert, die eine vertikale Richtung angibt, wobei die x- und die y-Achse Richtungslinien definieren, die horizontale Richtungen angeben. Der optische Strahlformer ist in optischer Kommunikation mit dem Kamerasystem und optisch zwischen dem Kamerasystem und einem Betreiber des Fahrzeugs angeordnet. Der optische Strahlformer ist strukturell dafür konfiguriert, ein Bild eines Gesichts eines Betreibers des Fahrzeugs in Richtung des Austrittssichtfelds des Kamerasystems zu lenken, und ist strukturell dafür konfiguriert, das Bild in der vertikalen Richtung zu stauchen, um ein gestauchtes Bild mit einem Seitenverhältnis der Höhe zur Breite, das kleiner als ein ungestauchtes Seitenverhältnis der Höhe zur Breite des Bilds ist, zu definieren.
In einer Ausführungsform kann ein Fahrzeug, das ein Fahrwerk und eine durch das Fahrwerk funktional gestützte Lenksäule aufweist, mit dem obenerwähnten Fahrerüberwachungskamerasystem ausgestattet sein.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
Figurenliste
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen nur beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:

1 eine Blockschaltplandarstellung eines Fahrzeugs zur Verwendung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ein Fahrerüberwachungskamerasystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 eine Reihe von Bilddarstellungen, die unterschiedliche Größen und/oder Seitenverhältnisse aufweisen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 ein zu dem in 2 gezeigten System alternatives Fahrerüberwachungskamerasystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
5 das Fahrerüberwachungskamerasystem aus 2 mit dem optischen Strahlformer und mit der Optik, die in einer ausgefahrenen Position durch durchgezogene Linien und in einer eingefahrenen Position in Strichlinien dargestellt sind, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft. Selbstverständlich bezeichnen überall in den Zeichnungen einander entsprechende Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Teile und Merkmale.
In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung und anhand von 1 und 2 ist ein Fahrzeug 100, das eine Lenksäule 102 aufweist, die durch ein Fahrwerk 104 funktional gestützt ist, mit einem an oder innerhalb einer Lenksäule 102 mit einem niedrigen Profil angeordneten Fahrerüberwachungskamerasystem (DMCS) 200 ausgestattet, das die Verdeckung des Armaturenbretts 106 des Fahrzeugs 100 aus Sicht des Betreibers im Wesentlichen oder vollständig beseitigt. Mit der Lenksäule 102 ist über eine Welle 112 ein Lenkrad 110 funktional verbunden.
In 2 enthält das DMCS 200 ein Kamerasystem 202, das eine Kamera 204 und einen optischen Strahlformer 300 aufweist. Das Kamerasystem 202 weist ein Austrittssichtfeld 206 mit einer Mittelachse 208 auf, die in Bezug auf einen Satz einer x-, einer y- und einer z-Achse, die orthogonal sind, stärker vertikal als horizontal orientiert ist, wobei die z-Achse eine Richtungslinie definiert, die eine vertikale Richtung angibt, wobei die x- und die y-Achse Richtungslinien definieren, die horizontale Richtungen angeben, und wobei die y-Achse in die Papierebene aus 2 orientiert ist. Das Kamerasystem 202 ist wenigstens teilweise innerhalb der Lenksäule 102 angeordnet, um ihm die Erscheinung eines niedrigen Profils zu geben. Der optische Strahlformer 300 ist in optischer Verbindung mit dem Kamerasystem 202 und optisch zwischen dem Kamerasystem 202 und einem Betreiber 108 des Fahrzeugs 100 (am besten anhand von 1 zu sehen) angeordnet. Der optische Strahlformer 300 ist strukturell dafür konfiguriert, ein Bild eines Gesichts eines Betreibers 108 des Fahrzeugs 100 zu dem Austrittssichtfeld 206 des Kamerasystems 202 zu lenken. In einer Ausführungsform und anhand von 2 zusammen mit 3 ist der optische Strahlformer 300 strukturell dafür konfiguriert, das Bild des Gesichts 150 des Betreibers in der vertikalen Richtung zu stauchen, um das gestauchte Bild 152 zu definieren, das ein Seitenverhältnis der Höhe zur Breite H2/W1 aufweist, das kleiner als das Seitenverhältnis H1/W1 ohne Stauchung der Höhe zur Breite des Bilds des Gesichts 150 des Betreibers ist, das durch die geometrische Graphik in 3 dargestellt ist, wobei H2 < H1 ist. Obwohl Quadrate und Rechtecke verwendet sind, um ein ungestauchtes oder ein gestauchtes Bild des Gesichts eines Betreibers darzustellen, wird gewürdigt werden, dass dies nur zu Darstellungszwecken dient und dass für diese Darstellung ebenfalls Kreise und längliche Flächen oder irgendeine andere geeignete Form verwendet werden könnten. Wie sie hier verwendet sind, repräsentieren H1 und W1 die ungestauchte Höhe bzw. Breite des Gesichts eines Betreibers.
Die in 2 gezeigten Lichtstrahlen 304, 306 repräsentieren sichtbares Licht, das an dem Gesicht eines Betreibers reflektiert wird und zu dem optischen Strahlformer 300 gelenkt wird. Durch das Bezugszeichen 308 ist ein Teilsichtfeld des optischen Strahlformers 300 dargestellt.
In einer Ausführungsform weist die Lenksäule 102 eine innerhalb des Austrittssichtfelds 206 des Kamerasystems 202 angeordnete Öffnung 114 auf und ist innerhalb der Öffnung 114 eine Optik 210 angeordnet, die wenigstens teilweise durchsichtig ist. In einer Ausführungsform ist die Optik 210 oder enthält sie wenigstens eine (hier ebenfalls mit dem Bezugszeichen 210 bezeichnete) Linse, die strukturell dafür konfiguriert ist, das gestauchte Bild 152 in ein alternatives geändertes gestauchtes Bild 154 oder 156 zu transformieren, das von dem gestauchten Bild 152 verschieden ist und das durch die mit Bezugszeichen bezeichnete geometrische Graphik in 3 dargestellt ist. Das geänderte gestauchte Bild 154 weist ein Seitenverhältnis der Höhe zur Breite von H3/W2 auf, wobei H3 < H2 und W2 < W1 ist, und bildet in der Weise eine kleinere Version des gestauchten Bilds 152, dass H3/W2 = H2/W1 ist. Das alternative geänderte gestauchte Bild 156 weist ein Seitenverhältnis der Höhe zur Breite von H4/W2 auf, das gleich dem Seitenverhältnis der Höhe zur Breite von H1/W1 des Gesichts 150 des Betreibers ist, wobei H4 < H1 ist.
Durch den selektiven Entwurf der Optik 210 zusammen mit dem optischen Strahlformer 300 kann von dem Kamerasystem 202 für die nachfolgende Verarbeitung ein gestauchtes Bild 152 oder ein geändertes gestauchtes Bild 154, 156, das ein anderes Seitenverhältnis der Höhe zur Breite oder ein selbes Seitenverhältnis der Höhe zur Breite wie das ungestauchte Bild des Gesichts 150 des Betreibers aufweist, empfangen werden. In einer Ausführungsform, die das geänderte gestauchte Bild 156 besitzt, dient die Optik 210 funktional dazu, die Verzerrung des Bilds des Gesichts 150 des Betreibers aufzuheben, die sich daraus ergibt, dass der optische Strahlformer 300 das Bild 150 in der vertikalen Richtung, aber nicht in der horizontalen Richtung staucht.
In einer Ausführungsform wird die Stauchung des Bilds des Gesichts 150 des Betreibers in der vertikalen Richtung entlang der z-Achse, aber nicht in der horizontalen Richtung entlang der y-Achse, dadurch ausgeführt, dass der optische Strahlformer 300 eine nichtplanare reflektierende Oberfläche 302 aufweist, die ein Profil aufweist, das strukturell so konfiguriert ist, dass das Bild des Gesichts 150 des Betreibers in der vertikalen Richtung entlang der z-Achse gestaucht wird, um das gestauchte Bild 152 zu definieren. In einer Ausführungsform ist die nichtplanare reflektierende Oberfläche 302 ein Spiegel (hier auch mit dem Bezugszeichen 302 bezeichnet), der in der vertikalen Richtung entlang der z-Achse eine gekrümmte reflektierende Oberfläche 302 und in einer horizontalen Richtung, die durch horizontale Oberflächenlinien definiert ist, die parallel zu der y-z-Ebene definiert sind, eine optisch flache reflektierende Oberfläche aufweist. In Abhängigkeit von den Bildeigenschaften, die für die Verarbeitung geeignet sind, die im Folgenden weiter diskutiert ist, kann die Krümmung der nichtplanaren reflektierenden Oberfläche 302 einen konstanten Krümmungsradius oder einen variablen Krümmungsradius aufweisen.
Weiter in 2 enthält eine Ausführungsform des DMCS 200 ein Verarbeitungsmodul 212, das über eine Signalleitung 214 funktional in Signalkommunikation mit dem Kamerasystem 202 angeordnet ist. Das Verarbeitungsmodul 212 ist dafür betreibbar, in Ansprechen auf ausführbare Anweisungen wie etwa Software für die visuelle Erkennung, die, wenn sie durch das Verarbeitungsmodul 212 ausgeführt wird, einen Zustand des Bilds 150 definiert, Daten, die das Bild des Gesichts 150 des Betreibers repräsentieren, wie etwa eines der gestauchten Bilder 152, 154 oder 156, zu empfangen, und dafür betreibbar, ein Signal 218 zu erzeugen, das den Zustand des Bilds 150 repräsentiert. In einer Ausführungsform kann der Zustand des Bilds 150 eine Bedingung, in der die Augen des Betreibers nicht für die Betrachtung der Straße davor orientiert sind, eine Bedingung, in der der Kopf des Betreibers nicht in einer im Wesentlichen vertikalen Position orientiert ist, oder irgendeine andere Bedingung, die angeben könnte, dass der Betreiber des Fahrzeugs 100 möglicherweise in einem Fahrzustand sein könnte, der für die aktuellen Fahrbedingungen als anomal angesehen werden könnte, sein.
In 4 enthält eine alternative Ausführungsform des Kamerasystems 202 einen Lichtwellenleiter 216, der in optischer Kommunikation mit einer Kamera 204 zwischen der Kamera 204 und dem optischen Strahlformer 300 angeordnet ist, wobei das obenerwähnte Austrittssichtfeld 206 des Kamerasystems 202 im Gegensatz zu der wie in 2 gezeigten Kamera 204 dem Lichtwellenleiter 216 zugeordnet ist. In der in 4 gezeigten Anordnung kann die Achse der Kamera 204 stärker horizontal relativ zu der x-Achse als vertikal relativ zu der z-Achse orientiert sein, während in Übereinstimmung mit der in 2 gezeigten Ausführungsform ein Austrittssichtfeld 206 des Kamerasystems 202 mit einer stärker vertikal relativ zu der z-Achse als horizontal relativ zu der x-Achse orientierten Mittelachse 208 aufrechterhalten wird. Ebenfalls in Übereinstimmung mit 2 ist die in 4 gezeigte y-Achse in die Papierebene orientiert.
In 5 zusammen mit 2 enthält eine Ausführungsform eine Anordnung, in der der optische Strahlformer 300 und die Optik 210 aus einer ersten, ausgefahrenen und betriebsfähigen Position 320 (die Bezugszeichen 300, 210 ohne Strich mit den in durchgezogenen Linien gezeigten bezeichneten Merkmalen) in eine zweite, eingefahrene Position 322 (die Bezugszeichen 300', 210' mit Strich mit den in Strichlinien gezeigten bezeichneten Merkmalen) bewegt werden können, wobei die erste Position 320 ermöglicht, dass der optische Strahlformer 300 ein Bild 150 eines Gesichts eines Betreibers des Fahrzeugs 100 in Richtung des Sichtfelds 206 des Kamerasystems 202 lenkt, und die zweite Position 322 dazu führt, dass der optische Strahlformer 300' wenigstens teilweise innerhalb der Lenksäule 102 angeordnet ist und dadurch die Fähigkeit des optischen Strahlformers 300', ein Bild 150 eines Gesichts des Betreibers des Fahrzeugs 100 in Richtung des Sichtfelds 206 des Kamerasystems 202 zu lenken, stört. In einer Ausführungsform umfassen der optische Strahlformer und die Optik 300, 210 ein Scharnier 310, das dafür betreibbar ist, die Bewegung des optischen Strahlformers und der Optik 300, 210 aus der ersten Position 320 in die zweite Position 322 zu ermöglichen. Aus dem Vorstehenden wird gewürdigt werden, dass ein einfahrbarer optischer Strahlformer 300 und eine einfahrbare Optik 210 gleichfalls auf die in 2 gezeigte Ausführungsform (das der Kamera 204 zugeordnete Sichtfeld 206) oder auf die in 4 gezeigte Ausführungsform (das dem Lichtwellenleiter 216 zugeordnete Sichtfeld 206) anwendbar sind.

Claims

Fahrerüberwachungskamerasystem (200) für ein Fahrzeug (100), wobei das Fahrerüberwachungskamerasystem (200) umfasst: ein Kamerasystem (202), das eine Austrittssichtfeld-Mittelachse (208) umfasst, die in Bezug auf einen Satz einer x-, einer y- und einer z-Achse, die orthogonal sind, stärker vertikal als horizontal orientiert ist, wobei die z-Achse eine Richtungslinie definiert, die eine vertikale Richtung angibt, wobei die x- und die y-Achse Richtungslinien definieren, die horizontale Richtungen angeben, wobei das Kamerasystem (202) eine Kamera (204) umfasst; und einen optischen Strahlformer (300), der in optischer Kommunikation mit dem Kamerasystem (202) und optisch zwischen dem Kamerasystem (202) und einem Betreiber (108) des Fahrzeugs (100) angeordnet ist, wobei der optische Strahlformer (300) strukturell dafür konfiguriert ist, ein Bild eines Gesichts eines Betreibers (108) des Fahrzeugs (100) in Richtung des Austrittssichtfelds (206) des Kamerasystems (202) zu lenken, wobei der optische Strahlformer (300) strukturell dafür konfiguriert ist, das Bild in der vertikalen Richtung zu stauchen, um ein gestauchtes Bild mit einem Seitenverhältnis der Höhe zur Breite, das kleiner als ein ungestauchtes Seitenverhältnis der Höhe zur Breite des Bilds ist, zu definieren.
Fahrerüberwachungskamerasystem nach Anspruch 1, wobei: der optische Strahlformer (300) eine nichtplanare reflektierende Oberfläche (302) umfasst, wobei die nichtplanare reflektierende Oberfläche (302) ein reflektierendes Oberflächenprofil umfasst, das strukturell dafür konfiguriert ist, das Bild in der vertikalen Richtung zu stauchen, um das gestauchte Bild zu definieren.
Fahrerüberwachungskamerasystem nach Anspruch 2, wobei: die nichtplanare reflektierende Oberfläche (302) einen Spiegel umfasst, der in der vertikalen Richtung eine gekrümmte reflektierende Oberfläche und in einer horizontalen Richtung, die durch horizontale Oberflächenlinien definiert ist, die parallel zu der y-z-Ebene orientiert sind, eine optisch flache reflektierende Oberfläche umfasst.
Fahrerüberwachungskamerasystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug (100) ein Lenkrad (110) umfasst, das mit einer Lenksäule (112) funktional verbunden ist, und wobei ferner: das Kamerasystem (202) wenigstens teilweise innerhalb der Lenksäule (112) angeordnet ist, wobei die Lenksäule (112) eine innerhalb des Austrittssichtfelds (206) des Kamerasystems (202) angeordnete Öffnung umfasst, und ferner umfasst: eine innerhalb der Öffnung angeordnete Optik (210), wobei die Optik (210) wenigstens teilweise durchsichtig ist, wobei die Optik (210) eine Linse umfasst, die strukturell dafür konfiguriert ist, das gestauchte Bild in ein geändertes gestauchtes Bild, das sich von dem gestauchten Bild unterscheidet, zu transformieren.
Fahrerüberwachungskamerasystem nach Anspruch 4, wobei das geänderte gestauchte Bild eine kleinere Version des gestauchten Bilds ist.
Fahrerüberwachungskamerasystem nach Anspruch 4, wobei das geänderte gestauchte Bild ein Seitenverhältnis der Höhe zur Breite aufweist, das gleich dem ungestauchten Seitenverhältnis der Höhe zur Breite des Bilds ist.
Fahrerüberwachungskamerasystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein Verarbeitungsmodul (212), das funktional in Signalkommunikation mit dem Kamerasystem (202) angeordnet ist; wobei das Verarbeitungsmodul (212) zum Empfangen von Daten, die das Bild repräsentieren, betreibbar ist; wobei das Verarbeitungsmodul (212) auf ausführbare Anweisungen anspricht, die, wenn sie durch das Verarbeitungsmodul (212) ausgeführt werden, einen Zustand des Bilds definieren; und wobei das Verarbeitungsmodul (212) dafür betreibbar ist, ein Signal zu erzeugen, das den Zustand des Bilds repräsentiert.
Fahrerüberwachungskamerasystem nach Anspruch 1, wobei: das Kamerasystem (202) eine Kamera (204) und einen Lichtwellenleiter, der in optischer Kommunikation mit der Kamera (204) angeordnet ist, umfasst, wobei das Austrittssichtfeld dem Lichtwellenleiter zugeordnet ist.
Fahrerüberwachungskamerasystem nach Anspruch 1, wobei: der optische Strahlformer (300) aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegt werden kann, wobei die erste Position ermöglicht, dass der optische Strahlformer (300) ein Bild eines Gesichts eines Betreibers (108) des Fahrzeugs (100) in Richtung des Sichtfelds des Kamerasystems (202) lenkt, wobei die zweite Position die Fähigkeit des optischen Strahlformers (300), ein Bild eines Gesichts eines Betreibers (108) des Fahrzeugs (100) in Richtung des Sichtfelds des Kamerasystems (202) zu lenken, stört.
Fahrerüberwachungskamerasystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug (100) ein Lenkrad (110) umfasst, das mit einer Lenksäule (112) funktional verbunden ist, und wobei: das Kamerasystem (202) wenigstens teilweise innerhalb der Lenksäule (112) angeordnet ist, wobei der optische Strahlformer (300) aus einer ersten, funktionalen Position in eine zweite, eingefahrene Position bewegt werden kann, wobei der optische Strahlformer (300) wenigstens teilweise innerhalb der Lenksäule (112) angeordnet ist, wenn er in der zweiten, eingefahrenen Position ist.